package matrix;

/**
 * 48. 旋转图像
 * 给定一个 n × n 的二维矩阵 matrix 表示一个图像。
 * 请你将图像顺时针旋转 90 度。
 * <p>
 * 你必须在 原地 旋转图像，这意味着你需要直接修改输入的二维矩阵。
 * 请不要 使用另一个矩阵来旋转图像。
 * <p>
 * 示例 1：
 * 输入：matrix = [
 * [1,2,3],
 * [4,5,6],
 * [7,8,9]
 * ]
 * 输出：[
 * [7,4,1],
 * [8,5,2],
 * [9,6,3]
 * ]
 * <p>
 * 示例 2：
 * 输入：matrix = [
 * [5,1,9,11],
 * [2,4,8,10],
 * [13,3,6,7],
 * [15,14,12,16]
 * ]
 * 输出：[
 * [15,13,2,5],
 * [14,3,4,1],
 * [12,6,8,9],
 * [16,7,10,11]
 * ]
 */
public class Problem_48 {
    public static void main(String[] args) {
        int[][] matrix = new int[][]{
                {5, 1, 9, 11},
                {2, 4, 8, 10},
                {13, 3, 6, 7},
                {15, 14, 12, 16}
        };
        new Problem_48().rotate_2(matrix);
        System.out.println(matrix);
    }

    /**
     * 方法一：使用辅助数组
     * 对于矩阵中的第一行元素而言，在旋转90度后，它们出现在倒数第一列的位置：
     * 并且，第一行的第 x 列元素在旋转后恰好是倒数第一列的第 x 行元素。
     * 对于矩阵中的第二行而言，在旋转后，它出现在倒数第二列的位置。
     * 对于矩阵中的每一行而言，均与上述同理：矩阵的 第i行 元素旋转后会出现在 倒数第i列 的位置。
     */
    public void rotate_1(int[][] matrix) {
        int n = matrix.length;
        // 使用新矩阵储存结果
        int[][] newMatrix = new int[n][n];
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            for (int j = 0; j < n; j++) {
                newMatrix[j][n - i - 1] = matrix[i][j];
            }
        }
        // 将结果复制到原矩阵
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            for (int j = 0; j < n; j++) {
                matrix[i][j] = newMatrix[i][j];
            }
        }
    }

    /**
     * 方法二：原地旋转
     * 可以将整个矩阵划分成四份,只遍历左上角的一份。
     * <p>
     * 具体做法：
     * 先将 左上角当前位置的数据使用temp进行保存，
     * 然后：
     * 左上角 存储 左下角对应位置的数据；
     * 左下角 存储 右下角对应位置的数据；
     * 右下角 存储 右上角对应位置的数据；
     * 最后 右上角 存储左上角的数据temp。
     */
    public void rotate_2(int[][] matrix) {
        int n = matrix.length;
        for (int i = 0; i < n / 2; i++) {
            for (int j = 0; j < (n + 1) / 2; j++) {
                // 四个位置依次进行交换
                int temp = matrix[i][j]; // 暂存 左上角的数据
                matrix[i][j] = matrix[n - j - 1][i]; // 左上角 存储 左下角数据
                matrix[n - j - 1][i] = matrix[n - i - 1][n - j - 1]; // 左下角 存储 右下角数据
                matrix[n - i - 1][n - j - 1] = matrix[j][n - i - 1]; // 右下角 存储 右上角数据
                matrix[j][n - i - 1] = temp; // 右上角 存储 左上角数据
            }
        }
    }

}
